DE2550852A1 - ANTIOXIDIZER - Google Patents
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Description
1'ATfNIANWAlTE1'ATfNIANWALTE
DR.-I NG. H. Fl NCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.- ING. S. STAEGERDR.-I NG. H. Fl NCKE DIPL.-ING. H. BOHR DIPL.- ING. S. STAEGER
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8 MÜNCHEN S1 8 MUNICH S 1
1 2. NOV. 19751 2nd NOV. 1975
IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITEDIMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED
Imperial Chemical House,Imperial Chemical House,
MillbankMillbank
London S.W.1/ GROSSBRITANNISNLondon S.W.1 / GREAT BRITAIN
"Antioxidationsmittel""Antioxidant"
PRIORITÄT:PRIORITY:
Brit. Patentanm. Nr. 50915/74 vom 25. November 1974Brit. Patent application No. 50915/74 dated November 25, 1974
Die Erfindung bezieht sich auf Antioxidationsmittel und insbesondere auf die Verwendung von N-substituierten Diphenylaminen als Antioxidationsmittel.The invention relates to antioxidants and in particular to the use of N-substituted diphenylamines as antioxidants.
Gemäß der Erfindung werden gegen Oxidation stabilisierte Zusammensetzungen vorgeschlagen, die ein gegenüber Oxidation empfindliches organisches Material und in einer wirksamen Menge ein N-substituiertes Diphenylamin der Formel:According to the invention there are compositions stabilized against oxidation proposed that an organic material sensitive to oxidation and an N-substituted one in an effective amount Diphenylamine of the formula:
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N RNO
(D(D
enthalten, worin die Gruppe R für Alkyl rait zwei oder mehr Kohlenstoffatomen, Aralkyl, Alkenyl, Cycloalkyl oder Aryl, die alle substituiert sein können, Methyl oder eine Gruppe der Formel:contain, in which the group R for alkyl rait two or more carbon atoms, Aralkyl, alkenyl, cycloalkyl or aryl, all of which can be substituted, methyl or a group of Formula:
,1,1
κ2.κ 2 .
R3 und R4,R 3 and R 4 ,
steht und die Gruppen R ,and the groups R,
verschieden sein können, für H, NC^, NH aikylamino, Alkyl oder Alkoxy stehen.can be different for H, NC ^, NH aikylamino, alkyl or alkoxy.
welche gleich oderwhich same or
21 Aikylamino, Di-2 1 aikylamino, di-
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um Alkyl handelt, sind Äthyl, n-Propyl, Isopropyl, η-Butyl, sek.-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Hexyl, 2-A*thylhexyl, tert.-Octyl, Dodecyl oder Octadecyl.Examples of the group R, if it is alkyl, are ethyl, n-propyl, isopropyl, η-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, hexyl, 2-ethylhexyl, tert-octyl, dodecyl or octadecyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um substituiertes Alkyl handelt, sind 2-Äthoxyäthyl, 2-(Hydroxyäthoxy)-äthyl, 2-Hydroxyäthyl, 2-Methoxyäthyl, 2-Cyanoäthyl, 2-(Hydroxyäthylthio)-äthyl oder 3-Hydroxypropyl.Examples of the group R, if it is substituted alkyl, are 2-ethoxyethyl, 2- (hydroxyethoxy) ethyl, 2-hydroxyethyl, 2-methoxyethyl, 2-cyanoethyl, 2- (hydroxyethylthio) ethyl or 3-hydroxypropyl.
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Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um Aralkyl handelt, sind Benzyl, 4-Methylbenzyl, Diphenylmethyl oder Triphenylmethyl. Examples of the group R when it is aralkyl, are benzyl, 4-methylbenzyl, diphenylmethyl or triphenylmethyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um substituiertes Aralkyl handelt, sind 4-Methoxybenzyl, p-Nitrobenzyl oder p-Bromobenzyl.Examples of the group R when it is substituted aralkyl are 4-methoxybenzyl, p-nitrobenzyl or p-bromobenzyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sieh um Alkenyl handelt, sind Vinyl, Allyl, Isopropenyl oder 2-Methylallyl.Examples of the group R, if it is alkenyl, are vinyl, allyl, isopropenyl or 2-methylallyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um substituiertes Alkenyl handelt, sind 2-(Cyclohexyl)-vinyl oder 2-Chlorovinyl. Examples of the group R when it is substituted alkenyl are 2- (cyclohexyl) vinyl or 2-chlorovinyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um Cycloalkyl handelt, sind Cyclopentyl, Cyclohexyl oder 4-Methylcyclohexyl.Examples of the group R, if it is cycloalkyl, are cyclopentyl, cyclohexyl or 4-methylcyclohexyl.
Ein Beispiel für die Gruppe R, wenn es sich um substituiertes Cycloalkyl handelt, ist 4-Methoxycyclohexyl.An example of the group R when it is substituted cycloalkyl is 4-methoxycyclohexyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um Aryl handelt, sind Phenyl, 2-, 3- oder 4-Tolyl, 2-, 3- oder 4-Äthylphenyl oder Naphthyl.Examples of the group R when it is aryl are phenyl, 2-, 3- or 4-tolyl, 2-, 3- or 4-ethylphenyl or naphthyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um substituiertes Aryl handelt, sind 2-, 3- oder 4-Methoxyphenyl, 3-Methyl-4-methoxyphenyl, 4-Aminophenyl, 4-(Methylamino)-phenyl und 4-CDimethylamino) -phenyl.Examples of the group R when it is substituted aryl are 2-, 3- or 4-methoxyphenyl, 3-methyl-4-methoxyphenyl, 4-aminophenyl, 4- (methylamino) -phenyl and 4-CDimethylamino) phenyl.
Beispiele für die Gruppe R, wenn es sich um eine Gruppe der FormelExamples of the group R when it is a group of the formula
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handelt, sind N-Diphenylamino, N-4-Methyldiphenylamino, N-4,4·-Dimethyldiphenylamino, N-4-Methoxydiphenylamino, N-4-Methyl-4l-methoxydiphenylamino oder N-4,4'-DimethOxydiphenylamino. ;These are N-diphenylamino, N-4-methyldiphenylamino, N-4,4 · -Dimethyldiphenylamino, N-4-Methoxydiphenylamino, N-4-methyl-4 l -methoxydiphenylamino or N-4,4'-DimethOxydiphenylamino. ;
Beispiele für die Gruppen R1, R2, R5 und R4 sind H, NO2, NO, NH2, Methyl, Äthyl, T- und 2-Propyl, Methoxy, Äthoxy, Isopropoxy, Methylamine, Isopropylamino oder Dimethylamino. Examples of the groups R 1 , R 2 , R 5 and R 4 are H, NO 2 , NO, NH 2 , methyl, ethyl, T- and 2-propyl, methoxy, ethoxy, isopropoxy, methylamine, isopropylamino or dimethylamino.
3 4 In der Verbindung, in der R und R anwesend sind, d.h.3 4 In the connection where R and R are present, i.e.
λ ρ 3 wenn R eine Diphenylaminogruppe ist, wobei R ,R ,R und λ ρ 3 when R is a diphenylamino group, where R, R, R and
R alle verschieden sein können, wird es oft bevorzugt, daß R1 und R5 gleich sind und R und R4- gleich sind.R can all be different, it is often preferred that R 1 and R 5 are the same and R and R 4- are the same.
Bevorzugte Verbindungen der Formel (1) sind solche, in denen R Triphenylmethyl, Allyl oder Niedrigalkyl, d.h. Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere Methyl, ist.Preferred compounds of formula (1) are those in which R is triphenylmethyl, allyl or lower alkyl, i. Is alkyl of 1 to 4 carbon atoms, especially methyl.
12
Bevorzugte Gruppen R und R sind H oder Amino, C. ,-Alkylamino*
Di-(C. .-alkyl)-amino, C. .-Alkyl oder CL .-Alkoxy.
Es wird auch bevorzugt, daß R für H oder R steht und daß12th
Preferred groups R and R are H or amino, C., -Alkylamino * di- (C. .. -alkyl) -amino, C. .. -alkyl or CL. -Alkoxy. It is also preferred that R is H or R and that
ρ
R eine Gruppe ist, die sich von verfügbaren petrochemischen Olefinen ableitet, insbesondere Höptyl und Octyl und
ganz besonders tert.-Octyl.ρ
R is a group derived from available petrochemical olefins, especially Höptyl and Octyl and most especially tert-octyl.
Beispiele für Verbindungen der Pormel (1) sind N-Äthyl-4-np'ropyl-diphenylamin, N-A'thyl-4-äthoxy-4' -n-butyl-diphenylamin, N-n-Propyl-4,4l-diisopropyl-diphenylamin, N-Methyl-4-Examples of compounds of formula (1) are N-ethyl-4-propyl-diphenylamine, N-ethyl-4-ethoxy-4'-n-butyl-diphenylamine, Nn-propyl-4,4 l- diisopropyl -diphenylamine, N-methyl-4-
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tert.-octyl-diphenylamin, N-Methyl-4,4'-di-tert.-octyldiphenylamin, N-Äthyl-4-isopropoxy-diphenylamin, N-n-Butyl-4-n-butoxy-diphenylamin, N-n-Propyl-4-sek.-butoxy-4'-(1,1,2-trintethylbutyl )-diphenylamin, N-Methyl-4-amino-diphenylamin, N-Methyl-4-methylamino-4'-äthyl-diphenylamin, N-Methyl-4-dimethylamino-diphenylamin, N-Äthyl-4-äthylmethylamino-4l-methoxy-diphenylamin, N-Methyl-4-propylamino-4l-äthoxy-diphenylamin und N-Methyl-4-n-butylaminodiphenylamin. tert-octyl-diphenylamine, N-methyl-4,4'-di-tert-octyldiphenylamine, N-ethyl-4-isopropoxy-diphenylamine, Nn-butyl-4-n-butoxy-diphenylamine, Nn-propyl-4 -sec.-butoxy-4 '- (1,1,2-trintethylbutyl) -diphenylamine, N-methyl-4-amino-diphenylamine, N-methyl-4-methylamino-4'-ethyl-diphenylamine, N-methyl- 4-dimethylamino-diphenylamine, N-ethyl-4-ethylmethylamino-4 l -methoxy-diphenylamine, N-methyl-4-propylamino-4 l -ethoxy-diphenylamine and N-methyl-4-n-butylaminodiphenylamine.
Als bevorzugte Verbindung der Formel (1) sollen Tetraphenylhydrazin, N-Methyldiphenylamin, N-Methyl-4-äthoxydiphenylamin, N-Methyl-4-methyl-4'-methoxydiphenylamin, N-(Triphenylmethyl)-diphenylamin und N-Allyldiphenylamin erwähnt werden.The preferred compound of the formula (1) is to be tetraphenylhydrazine, N-methyldiphenylamine, N-methyl-4-ethoxydiphenylamine, N-methyl-4-methyl-4'-methoxydiphenylamine, N- (triphenylmethyl) diphenylamine and N-allyldiphenylamine are mentioned will.
Als besonders bevorzugte Verbindungen sollen N-Methyl-4-äthoxydiphenylamin, N-Methyl-4-methyl-4'-methoxydiphenylamin und Tetraphenylhydrazin erwähnt werden.Particularly preferred compounds are said to be N-methyl-4-ethoxydiphenylamine, N-methyl-4-methyl-4'-methoxydiphenylamine and tetraphenylhydrazine can be mentioned.
Die Verbindungen der Formel (1), die oftmals bekannt sind, können durch herkömmliche Verfahren erhalten werden. Wenn beispielsweise R für ein Kohlenwasserstoffradikal steht, kann eine Diphenylaminverbindung oder ein Alkalimetallsalz davon mit einem Kohlenwasserstoffhalogenid, insbesondere -Chlorid oder -bromid umgesetzt werden. Wenn R für eine Gruppe der FormelThe compounds of formula (1) which are often known can be obtained by conventional methods. if for example, R represents a hydrocarbon radical, a diphenylamine compound or an alkali metal salt of which are reacted with a hydrocarbon halide, in particular chloride or bromide. When R for a group of the formula
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~6~ 2 5508~ 6 ~ 2 5508
steht, dann können die Verbindungen der Formel (1«)ibei-i spielsweise dadurch erhalten werden, daß- man Diphenylamin-*-nverbindungen mit einem Oxidationsmittel, wie z.B» Kaliumpermanganat, oxidiert. In diesem Fall karnies nötig sein, oxidationsempfindliche Gruppen zu schützen.' Wenn beispielsweise eine der Gruppen R , R , R^ oder R eine Aminog-ruipse^_ ist, dann kann diese acyliert werden, "beispielsweise mit Essigsäureanhydrid, bevor die Oxidation vorgenommen worauf die Aminogruppen dann nach der Oxidation lyse regeneriert werden.stands, then the compounds of the formula (1 «) ibei-i can be obtained, for example, by using diphenylamine - * - n compounds with an oxidizing agent such as »potassium permanganate, oxidized. In this case it may be necessary to protect groups sensitive to oxidation. ' For example, if one of the groups R, R, R ^ or R an aminog-ruipse ^ _ then this can be acylated, for example with acetic anhydride, before the oxidation is carried out whereupon the amino groups are then regenerated after oxidation.
Das organische oxidationsempfindliche Material Fett oder Öl sein, ist aber insbesondere ein Polyffier, wie z.B. ein Polyolefin, beispielsweise PolyättiyleS, Polypropylen, Poly(4-methylpenten-1) oder ein Mischpolymer davon mit kleineren Mengen anderer äthylenisclii u-nge^sättigjter Verbindungen, wie z.B. Penten-1 und Decen«iV elini ättäie«- res Polymer von äthylenisch ungesättigten Ve-rbS-näüngen,. wie z.B. Methylmethacrylat, Vinylchlorid, Acrylonitrile Vinylidenchlorid und Vinylacetat, oder insbesondere' ©iru natürlicher Gummi oder ein synthetischer Gummi^ wie z«.B!.* ein Polymer von Butadien oder Isopren oder ein Mischpoly.^ mer von Butadien oder Isopren mit Styrol, Acryloftitrii,. Methylmethacrylat oder einem anderen polymeris-iertoare'n Monomer, oder von Butylen mit einem konjugierten von Äthylen, Propylen und einem Diolefin.The organic oxidation-sensitive material can be fat or oil, but is in particular a polyolefin, for example a polyolefin, for example polyattyls, polypropylene, poly (4-methylpentene-1) or a mixed polymer thereof with smaller amounts of other ethylenic unsaturated compounds, such as For example, pentene-1 and decene "iV eliniatäie" - res polymer of ethylenically unsaturated veins. such as methyl methacrylate, vinyl chloride, acrylonitrile vinylidene chloride and vinyl acetate, or especially '© iru natural rubber or a synthetic rubber such ^ ".B! . * A polymer of butadiene or isoprene or a Mischpoly. ^ Mer, of butadiene or isoprene with styrene, Acryloftitrii. Methyl methacrylate or another polymerized monomer, or of butylene with a conjugate of ethylene, propylene and a diolefin.
Die Verbindung der Formel (1) kann in das organische terial in jeder herkömmlichen Weise einverleibt wWifäen. So kann sie beispielsweise mit dem festen Polymer in Schnitzelform oder in fein verteilter Form gemischt, odea? mit dem Polymer, beispielsweise unvulkanisiertem Gummi, auf einer Mühle eingearbeitet oder dem Polymer in LösungThe compound of the formula (1) can be converted into the organic material incorporated in every conventional way. For example, it can be mixed with the solid polymer in chip form or in finely divided form, or a? with the polymer, for example unvulcanized rubber, incorporated on a mill or the polymer in solution
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in einem Lösungsmittel, das anschließend abgedampft wird, zugegeben werden;in a solvent, which is then evaporated, be admitted;
Im Falle von Gummis wird die Verbindung der Formel (1) zweckmäßig mit dem Gummi in unvulkanisierter Form zusammen mit anderen Kompoundierungsbestandteilen, wie z.B. Beschleunigern, Vulkanisatiönsmitteln·, Füllstoffen und Pigmenten, gemischt, worauf dann die unvulkanisierte Guminizusammensetzung vulkanisiert wird, beispielsweise durch Erhitzen, bis ein stabilisiertes Vulkanisat entstanden ist.In the case of rubbers, the compound of formula (1) expediently together with the rubber in unvulcanized form with other compounding ingredients, e.g. Accelerators, Vulkanisatiönsmittel ·, fillers and pigments, mixed, whereupon the unvulcanized The rubber composition is vulcanized, for example by heating, until a stabilized vulcanizate is formed is.
Die Menge der Verbindung der Formel (1) liegt zweckmäßig zwischen 0,1 und 5 Gew.-#, und vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,0 Gew*-#, bezogen auf den Gummi.The amount of the compound of the formula (1) is expediently between 0.1 and 5% by weight, and preferably between 0.5 and 2.0 wt * - # based on the rubber.
Gummivulkanisate können erhalten werden, die sowohl gute Wärmealterungs- als auch Biegerißbildungseigenschaften und auch eine gute Beständigkeit gegenüber Oxidation (beispielsweise in Sauerstoffabsorptions- und Sauerstoffbombentest) aufweisen. Rubber vulcanizates can be obtained that are both good Heat aging and flex cracking properties and also have good resistance to oxidation (for example in oxygen absorption and oxygen bomb tests).
Das Verfahren zur Einverleibung der Verbindung der Formel (1) in die oxidationsempfindlichen organischen Materialien, die unvulkanisierte Gummizusammensetzung, die stabilisierende Mengen der Verbindung der Formel (1) enthält, das Verfahren zur Vulkanisierung der !anvulkanisierten, stabilisierten Gummizusammensetzüng und das stabilisierte Vulkanisat, stellen weitere Erscheinungsformen der Erfindung dar.The method of incorporating the compound of the formula (1) in the oxidation-sensitive organic materials, the unvulcanized rubber composition, the stabilizing Containing amounts of the compound of formula (1), the process for vulcanizing the! vulcanized, stabilized Rubber composition and the stabilized vulcanizate represent further aspects of the invention.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erliiutert, worin Teile und Prozentangaben in Gewicht ausgedrückt sind. The invention is illustrated in more detail by the following examples, wherein parts and percentages are expressed by weight.
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Eine Gummigrundmischung, deren Zusammensetzung weiter unten näher angegeben ist, wird dadurch hergestellt, daß man die Bestandteile in einem Banbury-Mischer der BR-Größe zusammenmischt .A gum base, the composition of which is specified in more detail below, is prepared by the Mix ingredients together in a BR size Banbury mixer .
Gew.-TeileParts by weight
Naturgummi (SMR 5) 100.Natural rubber (SMR 5) 100.
Zinkoxid 3,5Zinc oxide 3.5
Stearinsäure 3,0Stearic acid 3.0
N 330 (Ofenruß hohen Abriebs) 45,0N 330 (furnace black with high abrasion) 45.0
aromatisches Verarbeitungsöl 3,5aromatic processing oil 3.5
N-Cyclohexyl-benzthiazyl-sulfenamid 0,5N-Cyclohexyl-benzthiazyl-sulfenamide 0.5
Schwefel 2,5Sulfur 2.5
Zu verschiedenen Portionen der Grundmischung werden verschiedene N-substituierte Diphenylamine, die in der Tabelle I angegeben sind, gesondert in einer Dosierung von 1,0 Teil / 100 Teile Gummi auf einer Labormühle bei 700C eingearbeitet. Teststücke werden 20 Min. bei 1530C vulkanisiert. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Alterung der vulkanisierten Gemische wird dann durch Ofentests bei 1000C bestimmt. Sauerstoffaufnähmetestsbei 900C werden ebenfalls ausgeführt,und die Resultate a^ler dieser Tests sind in Tabelle I angegeben. ; At various portions of the masterbatch, various N-substituted diphenylamines which are shown in Table I, separately in a dosage of 1.0 parts / 100 parts of rubber incorporated in a laboratory mill at 70 0 C. Test pieces are cured 20 min. At 153 0 C. The resistance to aging of the vulcanized blends is then determined by oven test at 100 0 C. Sauerstoffaufnähmetestsbei 90 0 C are also performed and the results a ^ ler these tests are given in Table I below. ;
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Beispiel Nr. AntioxidationsmittelExample No. Antioxidant
Nichtsnothing
N-Methyldiphenylamin N-methyldiphenylamine
N-Methyl-4-N-methyl-4-
äthoxy-di-ethoxy-di-
phenylaminphenylamine
N-Methyl-4- N-(Triphenylmethyl-4'-methyl)-dimethoxydiphenylamin phenylaminN-methyl-4-N- (triphenylmethyl-4'-methyl) -dimethoxydiphenylamine phenylamine
Ungealtert Zugfestigkeit (MN/m2) Unaged tensile strength (MN / m 2 )
GealtertAged
% beibehaltene Zugfestigkeit nach einer Alterung bei 10O0C% Retained tensile strength after aging at 10O 0 C
Ilwhile
Il
IlIl
Il
7248
72
900COxygen uptake at
90 0 C
nähmehours
would take
28,828.8
58
38
24
1558
38
24
15th
28,428.4
70 48 37 2170 48 37 21
1515th
2626th
28,628.6
83
66
63
2383
66
63
23
2626th
cn cn O OOcn cn O OO
Eine Gummigrundmischung wird wie in den Beispielen 1-4 herstellt. Zu einer Portion dieser Grundmischung wird Tetraphenylhydrazin in einer Dosierung von 1,0 Teil/100 Teile Gummi auf einer Labormühle bei 70 C zugegeben.A gum base is prepared as in Examples 1-4. Tetraphenylhydrazine is added to a portion of this basic mixture added in a dosage of 1.0 part / 100 parts of rubber on a laboratory mill at 70.degree.
Ein Mconey-Viskosimeter-Test wird ausgeführt, wobei die in Tabelle II angegebenen Resultate erhalten werden. Die Teststücke werden 20 Min. bei 1530C vulkanisiert und dann auf ihre Alterungsbeständigkeit durch Ofentests bei 10O0C untersucht. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber einer Biegerißbildung wird durch den De-Mattia-Test gemessen. Die Resultate dieser Tests sind ebenfalls in Tabelle II angegeben.A Mconey Viscometer test is carried out and the results given in Table II are obtained. The test pieces are cured 20 min. At 153 0 C and then tested for their resistance to aging by oven test at 10O 0 C. Resistance to flex cracking is measured by the De Mattia test. The results of these tests are also given in Table II.
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AntixodiationsmittelAnti-oxidants
Mooney-Anvulkanisation bei 1200C Minuten bis zu(min. +10 Einheiten) Nichts Tetraphenyl· hydrazinMooney scorch at 120 0 C minutes to (min. +10 units) Nothing tetraphenyl · hydrazine
2727
2020th
cn
ο
cocn
ο
co
Zugfestigkeit nach Vulkanisation wahrend 20 Min. bei 1530C (m/m2) Tensile strength after vulcanization during 20 min. At 153 0 C (m / m 2)
$6 beibehaltene Zugfestigkeit nach Alterung bei 1000C$ 6 Retained tensile strength after aging at 100 ° C
während: 16 Stunden 30 Stunden 48 Stunden 72 Stunden 96 Stundenduring: 16 hours 30 hours 48 hours 72 hours 96 hours
De-Mattia-BiegetestDe Mattia bending test
Zyklen bis zu Stufe C Zyklen bis zu Stufe D Zyklen bis zu Stufe E Zyklen bis zu Stufe P 28Cycles up to Level C Cycles up to Level D Cycles up to Level E Cycles up to Level P. 28
28,228.2
Claims (13)
zeichnet, daß R für tert.-Octyl steht.2
indicates that R stands for tert-octyl.
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Legal Events
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OHJ | Non-payment of the annual fee |